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焦爐集氣管壓力模糊神經網絡控制系統
摘要：針對焦爐集氣管壓力這類多變量非線性系統，提出一種基于模糊神經網絡的智能協調控制方案。應用遺傳算法對模糊神經網絡結構和參數進行優化，并采用PLC的邏輯梯形圖語言編程實現智能協調運算。工程應用表明了系統設計的有效性。關鍵詞：可編程控制器 模糊神經網絡 智能控制
焦爐集氣管壓力控制是焦爐控制的關鍵之一。壓力大時焦爐冒煙嚴重，近距離不能看清設備，大量焦爐媒氣進入空氣中，污染環境；壓力小時空氣吸入嚴重，影響焦爐壽命和焦爐煤氣質量。因此，采用先進控制手段，對焦爐焦氣管壓力進行長期穩定控制，對于改善環境、提高煤氣回收量和質量、提高焦爐輔助產品產量和質量，具有重要的意義。焦爐集氣管控制系統的主要問題有：
（1）焦爐集氣管壓力系統是一個耦合嚴重、具有嚴重非線性、時變特性、擾動變化激烈的多變量系統，一般的PID調節很難滿足要求。
（2）當媒質較好、鼓風機后媒氣負荷穩定時，自動控制效果較好；當媒質較差、鼓風機后壓力變化大時，常常出現振蕩現象，迫使系統無法投入自動控制。
（3）作為控制機構之一的鼓風閘閥存在嚴重的非線性、滯后大，常規伺服放大器加執行結構很難適應。
近年來，神經網絡、模糊技術和遺傳算法已成為智能計算的三大信息科學，是智能控制領域的三個重要基礎工具，將三者有機地結合起來，取長補短，不僅在理論上顯示出誘人的前景，在實際應用也取得了突破。本系統采用一種基于遺傳算法和模糊神經網絡的智能模糊控制器，實現了模糊規則的在線修改和隸屬函數的自動更新，使模糊控制具有自學習和自適應能力。本文將系統的硬件高可靠性、軟件靈活性與現代智能控制相結合，在分析控制對象的基礎上采智能協調解耦控制方案，應用PLC的邏輯梯形圖語言編程實現，保證了集氣管壓力穩定在工藝要求范圍內。
1 工藝簡介
圖1是焦爐集氣管系統的結構。焦爐媒氣從各炭化室通過上升管時被循環氨氣冷卻到80～90℃，然后進入集氣管。焦爐某氣從焦爐到初冷器分為兩個吸氣系統，即1號和2號焦爐為一個系統，3號焦爐為一個系統。1號和2號焦爐的煤氣從各自的集氣管進入共用吸氣管后，在初冷器前與3號焦爐的煤氣會合后進入初冷器。通過初冷器被冷卻到35～40℃，然后由鼓風機送往下道工序。
2 系統硬件結構及系統功能
焦爐集氣管壓力控制系統采用高可靠性的兩級計算機集散控制系統，由監控、控制器和通訊網及儀表系統構成，如圖2所示。監控站由研華工業控制
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